基于激发态分子内质子转移的新型聚集诱导荧光探针用于硫化氢的检测及细胞成像

该文使用4-乙酰氨基苯甲醛和碳酸肼一步法合成了一种具有聚集诱导荧光(AIE)特性的高效新型荧光探针1。通过荧光发射光谱、紫外光谱、粒度粒径分析、扫描电子显微镜和DFT理论计算讨论了探针1的AIE特性,证明了探针的发光机理是激发态分子内质子转移(ESIPT)效应。探针1在DMSO-H₂O(1∶9,体积比),p H 7.4(PBS,0.2 mol/L)体系中可定量检测0～25μmol/L范围内的H₂S,检出限为0.27μmol/L。此外,探针1不仅成功用于实际样品中H₂S的检测,还可应用于活He La细胞中外源性H₂S的荧光成像。并将其用于构建超灵敏逻辑门。利用探针1制备的简单便携经济的检测试纸,能够实时有效地视觉检测H₂S。该研究有望为各种生理过程和食品样品中H₂S的检测提供可靠有效的新思路与新方法。     

基于激发态分子内质子转移机理的比率型荧光探针的合成及对次氯酸的检测

以常见的激发态分子内质子转移(ESIPT)类型的荧光团2-(2′-羟基苯基)-苯并噻唑(HBT)为主要骨架,以高反应活性的二氨基马来腈(DMN)结构单元为识别基团,构建了比率型荧光探针HBT-CN,并对其识别性能进行了研究.HBT-CN具有良好的灵敏度,可在几秒内对HOCl做出响应,检出限低至0.11μmol/L.干扰...     

基于联合荧光机制的激发态分子内质子转移荧光探针研究进展

荧光探针能够实现对分析物的快速检测,并因其优异的选择性、高灵敏度和操作简便等优点成为近年的研究热点.激发态分子内质子转移(ESIPT)是最基础的荧光设计策略之一,基于ESIPT原理设计的荧光探针具有发光强度高、Stokes位移大以及反应过程可逆等优点,但也存在对环境敏感、发射波段较短等不足.近年来,将ESIPT与其它荧...     

基于激发态分子内质子转移的新一代荧光探针

对被誉为多参数、多功能的第二代荧光探针3-羟基黄酮类衍生物的光物理特性及其在微环境极性、微相变和相分离、膜电位测定等方面的实际应用做了比较详尽的介绍.     

激发态分子内质子转移荧光探针的研究进展

荧光探针凭借其选择性好、灵敏度高、响应时间快、易于操作和检测限低等优点得到了广泛的关注。 激发态分子内质子转移(ESIPT)化合物具有特殊的激发态光物理过程,其显著的光物理性质是有较高的荧光量子产率及大的斯托克斯位移。 对于荧光分子而言,较大的斯托克斯位移可以减少自吸收和由内滤效应产生的干扰,增强分子的耐光性,有利于荧光的发射。 本文对ESIPT荧光探针检测离子(包括金属阳离子和阴离子)、中性小分子和生物大分子的研究进展进行阐述,并对ESIPT荧光分子的存在问题和应用前景进行评述。     

激发态分子内质子转移型离子探针的研究进展

激发态分子内的质子转移(ESIPT),是特殊的激发态光物理过程,此过程中的一个重要特征就是给质子基团通常会发生互变异构现象,如烯醇在激发态时发生烯醇式向酮式的转变,导致这类化合物具有很大的斯托克斯位移(Stokes shift),是良好的荧光探针或光致变色材料。本文结合国内外最新研究工作,综述了基于ESIPT机理在阴、阳离子荧光探针的研究进展;并对ESIPT分子结构的特点、工作原理、存在的问题及其应用前景作了评述。     

三苯基咪唑衍生物的聚集诱导发光性质及其细胞成像应用

聚集诱导发光(AIE)材料在生物医学领域有很大优势,尤其为生物成像研究开启了新局面.通过2,4,5-三苯基咪唑衍生物与1,4-二溴丁烷/1-溴丁烷亲核取代反应,合成了2个丁烷桥联的双咪唑衍生物及2个1-位丁基取代的单咪唑衍生物. 4个产物都表现出优异的AIE性质,其中含有甲氧基助色团的衍生物具有更长的发射波长.机理研究表明限制扭曲的分子内电荷转移是这类结构具有AIE活性的原因,因此, 2-位强吸电子芳基是它们具有AIE活性的决定因素.此外,咪唑环1-位取代基的空间效应对AIE也非常重要,因为较大体积的1-位取代基使分子呈扭曲构象,从而限制聚集态π-π堆积作用.最后,研究了1-位丁基取代的单咪唑衍生物的细胞染色和成像性能,结果显示二者在蓝色、绿色及红色通道都表现出不错的荧光成像能力,但在不同颜色通道观察到的细胞被染色区域不完全相同.     

3-羟基邻苯二甲酰亚胺全水溶性次氯酸荧光探针及其应用

利用二甲基硫代氨基甲酸酯对次氯酸(HOCl)的特异性和吡啶盐的水溶性,以4-羟基异苯并呋喃-1,3-二酮作为原料,设计合成了一种检测HOCl的全水溶性激发态分子内质子转移(ESIPT)荧光探针.由于二甲氨基硫代甲酸酯对羟基的保护,探针分子内的ESIPT作用被阻碍,自身无荧光;当加入HOCl时,HOCl氧化二甲氨基硫代甲...     

基于聚集诱导发光荧光探针的细胞成像研究进展

荧光探针是化学传感技术领域在20世纪末的一项重大发现,具有合成简单、灵敏度高、选择性好、响应时间短、可视化高等优点。 将具有聚集诱导发光现象(AIE)特征的荧光基团与具有生物相容性的高分子结合起来,使得荧光材料具有毒性低、光稳定性好、生物相容性好等特点。 在分子、离子检测和细胞成像技术中得到广泛的研究和应用。 本文综述了细胞质成像、细胞膜成像、线粒体成像、溶酶体成像、脂滴成像、细胞核成像、细胞核和线粒体双靶向性成像的荧光探针,并对其应用前景做了展望。     

激发态分子内质子转移化合物的性能及作为荧光化学传感器的应用研究

本文简述了激发态分子内质子转移(ESIPT)化合物的理论研究进展,并对其作为荧光化学传感器的应用作了简要的综述,列举了一些代表性的工作,以期对该类化合物的后续研究工作有所帮助.     

水杨醛衍生物激发态下的质子转移过程及在荧光探针领域的应用

从电子结构控制理论出发,通过在酚羟基对位引入吸电子取代基团稳定水杨醛中激发态的酮式构象,制备了目标化合物5-对氰基苯基-水杨醛(CN-SA).光谱测试结果显示,CN-SA表现出典型的ESIPT态荧光分子特性,而且辐射跃迁过程的酮式分配比例显著提高,荧光强度和颜色变化明显.CN-SA的荧光光谱不但能够对外围溶剂环境进行选择性识别,而且对溶解和聚集过程(聚集效应)及外围氢键形成能力的变化(pH效应和阴离子效应)等具有特异性响应,其变化可以定量表达.CN-SA仅通过结构微调即实现醇-酮构象的显著变化,可作为一个简单的多重刺激响应型荧光探针.     

一种基于AIE机理识别Fe2+的荧光探针研究

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的Fe~(2+)荧光探针YBTM。YBTM具有聚集诱导发光(AIE)性质,考察了YBTM在DMF/H_2O混合溶液中的荧光性质。在DMF/H_2O(1/9,v/v,HEPES 10 m M,p H=7.4)溶液中,探针YBTM对Fe~(2+)具有良好的选择性,Fe~(2+)可引起荧光猝灭,探针对Fe~(2+)响应快速,检测限为2.46×10~(-6)M。以酒石酸二铵作为掩蔽剂消除Fe~(3+)的潜在干扰。此外,探针YBTM可用于MCF-7细胞中Fe~(2+)的荧光成像。     

基于聚集诱导发光的荧光探针法检测植酸和植酸酶

以4-甲氧基二苯甲酮为原料,合成了四苯乙烯季铵盐化合物4,将其作为荧光探针分子用于植酸和植酸酶的检测。植酸中含有6个带负电荷的磷酸根离子,在静电引力的作用下,诱导带正电荷的四苯乙烯季铵盐发生聚集,导致荧光增强;向该体系中加入植酸酶后,在植酸酶的催化作用下,植酸被水解,聚集体解聚,荧光明显减弱。从而建立了水相中植酸和植酸酶检测的新方法,实现了对植酸和植酸酶的灵敏检测。     

一种具有聚集诱导发光性能的Zn2+荧光探针的设计合成

以四苯乙烯为荧光基团,5-叔丁基-2-羟基苯作为识别基团,构建了一种新型的聚集诱导发光(AIE)效应Zn²⁺荧光探针L.探针结构通过NMR和ESI-MS表征,其荧光性能通过UV-vis和荧光光谱研究.在乙醇/磷酸盐(PBS)(V∶V=7∶3,pH=7.4)溶液中,探针对Zn²⁺表现出高灵敏度和选择性,其检测限低至34.1 nmol·L-1,在0～3.0×10-5mol·L-1范围内,探针对Zn²⁺表现出良好的线性关系.在自然光和紫外灯下用肉眼观察到明显颜色变化,可以实现Zn²⁺可视化检测.通过Job’splot,ESI-MS和密度泛函理论(DFT)理论计算对识别机理进行了研究.报道的新型探针可作为分析测定Zn²⁺的一种便捷工具.     

荧蒽修饰的四苯基乙烯衍生物:分子合成、聚集增强荧光特性及其对苦味酸的高灵敏度检测

由于聚集体和固态发光量子效率高等优点,因此聚集诱导发光（AIE）材料成为光电功能材料研究领域的热点,拓展AIE分子体系始终是这一领域中的关键和基础的科学问题.通过Suzuki-Miyaura偶联这一条件较为温和的反应,将AIE生色团四苯基乙烯（TPE）与荧蒽直接共轭键接,制备得到单荧蒽和双荧蒽修饰的TPE衍生物TPE-FA与TPE-DFA,它们具有聚集增强荧光（AEE）行为,聚集体发射峰值波长分别在477和494 nm,固体薄膜的绝对荧光量子产率高达74.1%和40.4%.它们可以高灵敏地检测苦味酸,荧光猝灭常数大,检出限低于1 μg·g^-1.这两种AEE分子可望用于其它多硝基取代的芳香类吸电子分子的检测.     

一种基于苯并噻唑的新型过氧亚硝酸盐荧光探针的合成及应用

该文以2-(2′-羟基-3′-醛基-5′-甲基苯基)苯并噻唑和1,1-二甲基肼为原料,通过一步缩合,简单过滤处理得到一种基于苯并噻唑的新型ONOO^-荧光探针BD。但由于N—N单键旋转产生非辐射能量损失,探针BD荧光较弱。在引入ONOO^-后,探针BD上的腙水解成醛基,N—N单键脱落,荧光增强,同时可观察到明显的颜色变化。在PBS缓冲溶液(DMSO∶H₂O=2∶8,体积比,pH 7.4)中,探针BD对ONOO^-具有快速响应(25 s)、高灵敏度(7 nmol/L)和高选择性的特点,可在较宽pH值范围内工作。此外,探针BD还成功地用于肝癌细胞中ONOO^-的荧光成像,因此,可作为揭示ONOO^-在细胞中作用的一个很有潜力的分析工具。     

基于聚集诱导发光识别牛血清白蛋白的增强型荧光探针EI北大核心CSCD

高水溶性环金属化铱(Ⅲ)配合物[(pq-COOH)2Ir(bpy-dC)]-(IrdC,pq-COOH=2-苯基喹啉-4-羧酸,bpy-dC=2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸)在聚集态或固态能够表现出强烈发光,利用这一聚集诱导发光(AIE)的独特性质,构建了一种高选择性高灵敏度检测牛血清白蛋白(BSA)的“turn-on”型荧光分析策略。在PBS缓冲液(pH 3.5)中,BSA的线性响应范围为0.3~300μg/mL(R^(2)=0.992),检出限低至0.16μg/mL。     

基于ESIPT原理的Cu^2+荧光探针

合成了一种基于激发态分子内质子转移(ESIPT)的Cu^2+荧光探针L。通过Job’s曲线、MS和1H NM R研究了探针L对Cu^2+的识别机理。与其他金属离子共存时,探针L对Cu^2+表现出良好的选择性和灵敏度。加入Cu^2+后,探针L的荧光强度逐渐降低;在365 nm紫外光的照射下,探针L溶液的颜色由蓝色变成无色。探针L具有较低的检出限(0.47μmol/L)和短的响应时间(5s)。     

基于2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑的激发态分子内质子转移化合物的光物理行为研究

运用量子化学理论计算方法结合现代光谱技术对激发态分子内质子转移(Excited state intramolecular proton transfer,ESIPT)化合物DHBIA{N,N'-di[3-hydroxy-4-(2'-benzothiazole)phenyl]5-tert-butyl-isophthalic amide}的激发态光物理行为进行了深入研究.研究表明:该化合物的醇式激发态很容易发生分子内C—N单键的快速扭转,使分子构型发生大幅扭曲,并显现出明显的扭曲的分子内电荷转移(Twisted intramolecular charge transfer,TICT)特征,激发态的这种构型弛豫导致的非辐射失活与质子转移过程相竞争,导致了激发态质子转移效率的降低以及相应酮式结构发光物种的大幅减少,从而致使化合物稀溶液的发光极为微弱.这种TICT特征也正是导致该化合物具有聚集发光增强性质的重要原因之一.